矿区水文地质工程地质环境地质工作内容及技术要求研究

关键词：矿区地质；水文地质；工程地质；环境地质

引言

随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入，社会已经进入到了全新的发展进程中，这也为各大社会行业的发展起到了良好的促进作用，而站在实际情况的角度上来看目前的矿区地质勘察工作也进入到了全新的发展阶段中，随着各类全新勘察技术与勘察设备的出现，对矿区地质勘察工作效益与工作质量起到了良好的促进作用。在矿区地质勘察工作的实际开展进程中，水文地质以及工程地质勘察属于其中至关重要的技术内容，这就需要针对具体的工作内容以及技术需求展开深入理解，以此来促进勘察事业的稳定发展。

一、核心工作内容

（一）水文地质工作

查清矿区地下水情况是保障矿山安全开采的首要任务。需要系统调查含水层与隔水层的空间分布特征，通过钻探、物探等手段确定其埋藏深度、厚度及延伸范围。对主要含水层需实测渗透系数和给水度参数，这些数据直接影响排水工程设计。分析地下水补给来源时，要结合地形地貌、降雨入渗条件以及地表水体联系综合判断。地下水流向可通过水位观测网测定，排泄区的定位需关注泉水出露点和泄流通道。矿坑涌水量预测需考虑开采深度、面积及水文地质边界条件，采用比拟法或解析法计算不同开采阶段的涌水量。突水风险评估需特别关注断层破碎带、岩溶管道等强导水构造与采区的空间关系，对可能沟通富水层的构造要划定危险区。

（二）工程地质工作

岩土体稳定性评价直接关系到矿山工程的安全运营。首先要对矿区岩土进行详细分类，区分基岩、覆盖层及特殊土体的分布范围。通过取样测试获取密度、含水量、抗压强度、抗剪强度等物理力学参数，重点测定结构面抗剪指标。地质构造调查需准确测绘断层走向、裂隙发育密度及软弱夹层位置，采用三维建模技术展示其空间展布。露天矿边坡稳定性分析要考虑岩体结构面组合关系、爆破振动影响及降雨入渗条件，计算不同坡角下的安全系数。井下巷道围岩稳定性评估需结合地应力测量数据，分析顶板冒落、底鼓等破坏模式的发生条件。尾矿库坝基勘察要查明软弱土层分布及渗透特性，评估渗流稳定性和液化可能性。所有评价结果需转化为具体的支护参数、边坡角设计值及监测预警指标。

（三）环境地质工作

矿山开发前的环境本底调查需建立完整的地形地貌档案，记录植被类型覆盖率、地表水体分布及土壤环境质量。开采过程中要持续监测地面变形迹象，包括沉降范围、地裂缝延伸趋势及其与采空区的对应关系。水土流失评估需分析挖损场地、排土场的土壤侵蚀模数变化，预测对下游河道的影响。水环境污染调查要定期检测矿区上下游水体 pH 值、重金属含量等指标，追踪污染扩散途径。固体废弃物堆场需评估在地震、暴雨工况下的稳定性，计算溃坝影响范围。地质灾害易发区划分要考虑历史灾点分布、岩土体特性及人类工程活动强度，预测崩塌体方量、滑坡运动距离及泥石流冲出量。所有调查数据应形成环境影响分区图，明确重点防治区与一般监控区的管理要求。

二、关键技术要求

（一）勘察与测试：确保数据准确

在矿区地质工作中，勘探点的布置需要综合考虑矿区地质构造复杂程度和工程建设的实际需求。对于断层发育带、含水层边界、边坡关键部位等重点区域，必须加密勘探点控制。钻孔和探坑的数量和深度要根据具体地质条件确定，通常要求能够完整揭露主要含水层、软弱夹层和潜在滑移面等重要地质界面。岩土样品的采集必须严格按照规范操作，不同类型的岩土体要使用对应的取样工具和方法。原状土样需要保持天然含水率和结构不受扰动，岩芯采取率必须达到规定标准。原位测试如标准贯入试验、动力触探等要在代表性位置进行，测试过程要规范操作避免人为误差。室内试验需要在具备资质的实验室完成，试验人员要经过专业培训，试验设备要定期校验。渗透试验、剪切试验等关键项目要重复测试确保数据可靠性。地下水位监测要建立完善的观测网络，观测频率要根据季节变化和开采活动调整。水质监测要重点关注 pH 值、重金属含量等关键指标。边坡位移监测要设置地表位移观测桩和深部位移监测孔，采用全站仪、测斜仪等专业设备定期测量。

（二）分析与评价：科学研判风险

水文地质分析的核心是准确预测矿坑涌水量和识别突水风险。需要根据含水层厚度、渗透系数、水力坡度等参数，选择适合的计算方法进行涌水量预测。对于水文地质条件复杂的矿区，建议采用数值模拟方法建立三维地下水流模型，通过历史数据校正提高预测精度。突水风险评估要重点分析断层破碎带、岩溶发育区等导水通道的分布特征，结合采掘进度判断突水可能性。工程地质稳定性评价要基于详细的岩土体力学参数测试结果。边坡稳定性计算要考虑最不利工况，包括暴雨饱和状态和地震作用等特殊条件。极限平衡法计算时要合理选择滑裂面形状和力学参数，对于重要边坡建议采用多种方法相互验证。同时，硐室稳定性评价要考虑围岩类别、地应力方向和支护效果等因素，采用工程类比和数值分析相结合的方法。尾矿库坝体稳定性要重点分析浸润线位置和坝料强度参数，考虑水位骤降等特殊工况。环境影响评估要建立在对矿区环境本底调查的基础上，重点关注采矿活动可能引发的水土污染、地面变形和生态破坏等问题。

（三）信息整合与应用

要建立统一的数据库标准，将不同来源、不同时期的勘察、测试和监测数据按照统一格式录入管理系统。数据库要包括地层岩性、构造特征、水文地质参数、岩土试验结果、监测曲线等完整信息。三维地质建模技术可以直观展示矿体形态、断层分布和含水层结构等关键信息，为工程设计提供立体空间参考。随着矿山开采的推进，要及时补充新的勘探数据，更新地质模型，保持信息的时效性。生产阶段要定期进行地质复查，重新评估水文地质条件和工程地质条件的变化情况。对于新发现的隐伏断层或含水构造要及时补充勘探，调整防治水方案。地质成果的应用要贯穿矿山全生命周期。在规划设计阶段，地质资料是确定开采方式、布置井巷系统和设计防治水工程的基础依据。在生产阶段，地质预测和监测数据是指导安全生产、优化采矿方法和调整支护参数的重要参考。在闭坑阶段，地质评估是制定生态修复方案和地质灾害防治措施的科学支撑。

结论

矿区水文地质、工程地质和环境地质工作构成了矿山安全与环保的基石。只有将地下水状况摸清、岩土体稳定性判明、环境影响因素识别到位，并严格执行勘察、测试、分析、监测的技术规范，才能有效预防水害、工程失稳和环境污染等风险，为矿山的可持续开发提供科学依据。

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